ケーススタディ
「私たちのチームのエンジニアリングの取り組みにとって、Ansys Discoveryを活用することはターニングポイントでした。その精度を活用して、細心の注意を払いF1カーのコンポーネントと空力特性を強化しました。その結果、ラップタイムの著しい改善など、大幅なパフォーマンス向上を実現しました。このツールは、私たちの設計の可能性を再検討し、F1 in Schools競技会の激しい競技の中でTeam Auroraが優勝する上で重要な役割を果たしました。」
— Jay Zhao氏、Team Auroraエンジニアリングディレクター
F1 in Schools競技会は、世界規模の科学、技術、工学、数学（STEM）プログラムであり、これまでに200万人の学生が参加しています。このイベントでは、ブランディング、マーケティング、レース、ポートフォリオ、口頭プレゼンテーション、そして最も重要なエンジニアリングなど、複数のプロジェクト要素を精査し、多面的なチームを検討します。学生は、コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）ソフトウェアを使用して、レーシングカーを作成、解析、最適化する必要があります。業界レベルの解析ソフトウェアを使用して、各チームの競争力を高めるために、無数の時間が費やされています。
課題への取り組み
Team Auroraは単純で基本的な車の組み立てから始まり、絶え間ない調査と解析を通じて、車の重要なコンポーネントをアップグレードし、徐々に改善しました。チームが改善の方法、理由、場所、内容を理解するためには、広範なシミュレーションが必要です。そのため、Ansysエンジニアリング製品であるDiscoveryを幅広く活用しています。Team Auroraは、車を改善してレースでの1位を目指すため、Ansys Discoveryで詳細かつ正確な空力解析を行っています。
効率的で正確なAnsys数値流体力学（CFD）ソフトウェアの結果として生じる空力特性の詳細例には、車のサスペンションジオメトリに組み込まれた案内羽根などがあります。このコンポーネントは、後部ウイングや洗浄サイドポッドなどの重要な空力コンポーネントの周囲で一貫した流体条件を確保する上で重要でした。さらに、さまざまな設計やコンセプトを実装して比較することで、車のディフューザとフロアのジオメトリを完璧にすることができました。これは、強力な処理能力を備えたDiscoveryのおかげです。
Australian National Championsトロフィーの金のターボを手にするTeam Aurora。
エンジニアリングソリューション
Discoveryは、物理的な風洞データでさまざまな角度からチェックされた正確で一貫性のあるデータをエンジニアに提供するため、チームは小型コンポーネントや空力面のジオメトリを確実に開発して反復することができました。具体的には、以下の機能が使用されました。
- [Prepare]タブを使用した風洞設定
- 車がさらされる物理現象の容易な操作
- ポイントをモニターして、各コンポーネントが車のパフォーマンスに与える貢献度を解析
Team AuroraはDiscoveryインターフェースでExploreモードを使用しました。このモードでは、車のさまざまなコンポーネントと相互作用する流体パターンを迅速に可視化できます。特定の設定を使用してメッシュをカスタマイズする時間のかかるプロセスは必要ありません。これにより、迅速なプロトタイピングのシミュレーション時間と反復時間が大幅に短縮されました。
シドニーハーバーブリッジの前にある、National決勝で優勝したTeam Auroraの車。
ベネフィット
- コンポーネントを繰り返すことで車のパフォーマンスが向上しました。得られるラップタイムは0.1～0.2秒（パフォーマンスが15%向上）と推定されます。
- 知識と習熟度が得られました。Discoveryは、Ansys Fluentなどのより高度なプログラムへの大きな足掛かりとなりました。
- Discoveryによって時間が30%節約されます。Ansys Discoveryでは、効率化されたワークフローとユーザーフレンドリーなインターフェースにより、CFDシミュレーションと空力開発にかかる時間を短縮できます。Discoveryソフトウェアの特徴の1つは、異なる空気速度で異なる構成の空力要素を効率的に反復する機能です。これは、F1 in Schoolsの車の速度が時間とともに変化するため、その車の解析に不可欠です。
National決勝のTeam Auroraの車のCFDシミュレーション。
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